ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 33
Скачиваний: 3
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Гидравлика
Литература
1
Кононов А.А., Кобзов Д.Ю., Кулаков ЮН,
Ермашонок СМ. Основы гидравлики Курс лекций. Братск ГОУВПО «БрГТУ». – 2004.
2. Некрасов Б.Б. Гидравлика и её применение на летательных аппаратах. – Москва Машиностроение. 1967 г
1
Кононов А.А., Кобзов Д.Ю., Кулаков ЮН,
Ермашонок СМ. Основы гидравлики Курс лекций. Братск ГОУВПО «БрГТУ». – 2004.
2. Некрасов Б.Б. Гидравлика и её применение на летательных аппаратах. – Москва Машиностроение. 1967 г
Общие положения гидравлики
Тема № 1 Занятие 1
Тема № 1 Занятие 1
Учебные вопросы. Краткая история развития гидравлики. Жидкость и силы, действующие на нее
Учебная цель занятия:
-
изучение и первичное закрепление знаний о силах, действующих на жидкость
-
изучение и первичное закрепление знаний о силах, действующих на жидкость
Роль гидравлики в современном машиностроении трудно переоценить.
Любой летательный аппарат, автомобиль, морское судно не обходится без применения гидравлических систем.
Добавим сюда строительство плотин, дамб, трубопроводов, каналов, водосливов.
На производстве просто не обойтись без гидравлических прессов, способных развивать колоссальные усилия.
А вот интересный факт из истории строительства Эйфелевой башни. Перед тем как окончательно установить многотонную металлоконструкцию башни на бетонные основания, ей придали строгое вертикальное положение с помощью четырех гидравлических прессов, установленных под каждую опору.
Гидравлика преследует человека повсюду на работе, дома, на даче, в транспорте.
Сама природа подсказала человеку устройство гидравлических систем.
Сердце – насос, печень – фильтр, почки – предохранительные клапаны, кровеносные сосуды трубопроводы, общая длина которых в человеческом организме около 100 000 км. Сердце человека за час перекачивает около 300 л крови
1. Краткая история развития гидравлики
Исторически гидравлика является одной из самых древних наук в мире.
Археологические исследования показывают, что еще залет до нашей эры в Китае, а затем в других странах древнего мира найдены описания устройства различных гидравлических сооружений, представленные в виде рисунков (первых чертежей. Естественно, что никаких расчетов этих сооружений не производилось, и все они были построены на основании практических навыков и правил.
Первые указания о научном подходе к решению гидравлических задач относятся к 250 году до н.э., когда Архимедом был открыт закон о равновесии тела, погруженного в жидкость.
Потом на протяжении 1500 лет особых изменений гидравлика не получала. Наука в то время почти совсем не развивалась, образовался своего рода застой.
И только в XVI-XVII веках нашей эры в эпоху Возрождения, или как говорят историки Ренессанса,
появились работы Галилея, Леонардо да Винчи, Паскаля, Ньютона, которые положили серьезное основание для дальнейшего совершенствования гидравлики как науки.
Однако только основополагающие работы академиков Петербургской академии наук Даниила
Бернулли и Леонарда Эйлера живших в XVIII веке, создали прочный фундамент, на котором основывается современная гидравлика.
В XIX-XX веках существенный вклад в гидродинамику внес отец русской авиации Николай
Егорович Жуковский
Любой летательный аппарат, автомобиль, морское судно не обходится без применения гидравлических систем.
Добавим сюда строительство плотин, дамб, трубопроводов, каналов, водосливов.
На производстве просто не обойтись без гидравлических прессов, способных развивать колоссальные усилия.
А вот интересный факт из истории строительства Эйфелевой башни. Перед тем как окончательно установить многотонную металлоконструкцию башни на бетонные основания, ей придали строгое вертикальное положение с помощью четырех гидравлических прессов, установленных под каждую опору.
Гидравлика преследует человека повсюду на работе, дома, на даче, в транспорте.
Сама природа подсказала человеку устройство гидравлических систем.
Сердце – насос, печень – фильтр, почки – предохранительные клапаны, кровеносные сосуды трубопроводы, общая длина которых в человеческом организме около 100 000 км. Сердце человека за час перекачивает около 300 л крови
1. Краткая история развития гидравлики
Исторически гидравлика является одной из самых древних наук в мире.
Археологические исследования показывают, что еще залет до нашей эры в Китае, а затем в других странах древнего мира найдены описания устройства различных гидравлических сооружений, представленные в виде рисунков (первых чертежей. Естественно, что никаких расчетов этих сооружений не производилось, и все они были построены на основании практических навыков и правил.
Первые указания о научном подходе к решению гидравлических задач относятся к 250 году до н.э., когда Архимедом был открыт закон о равновесии тела, погруженного в жидкость.
Потом на протяжении 1500 лет особых изменений гидравлика не получала. Наука в то время почти совсем не развивалась, образовался своего рода застой.
И только в XVI-XVII веках нашей эры в эпоху Возрождения, или как говорят историки Ренессанса,
появились работы Галилея, Леонардо да Винчи, Паскаля, Ньютона, которые положили серьезное основание для дальнейшего совершенствования гидравлики как науки.
Однако только основополагающие работы академиков Петербургской академии наук Даниила
Бернулли и Леонарда Эйлера живших в XVIII веке, создали прочный фундамент, на котором основывается современная гидравлика.
В XIX-XX веках существенный вклад в гидродинамику внес отец русской авиации Николай
Егорович Жуковский
Вклад ученых в развитие науки Архимед (Ἀρχιμήδης;
287 дон. э) —
212 дон. э) древнегреческий математик
,
физик
,
механик и
инженер из
Сиракуз
. Сделал множество открытий в геометрии
Заложил основы механики
,
гидростатики
, автор ряда важных изобретений
Леона́рдо ди сер Пье́ро да Ви́нчи итал di ser Piero da апреля 1452
, село Анкиано, около городка
Винчи
, близ
Флоренции
—
2
мая 1519
, замок
Кло-Люсэ
, близ
Амбуаза
,
Турень
,
Франция
) — великий итальянский художник
(
живописец
,
скульптор
,
архитектор
) и учёный
(
анатом
,
математик
,
физик
,
естествоиспытатель
), яркий представитель типа универсального человека
Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662.) — французский математик,
физик,
религиозный философ и
писатель.
Один из основоположников гидростатики, установил ее основной закон. На законе Паскаля основано действие гидравлических прессов и других гидростатических машин
Эванджели́ста Торриче́лли итал Torricelli;
15 октября 1608
,
Фаэнца
—
25 октября 1647
, Флоренция) — итальянский математики физик, ученик Галилея. Теория атмосферного давления, основы гидравлики (скорость истечения жидкости.
Сэр
Исаа́к Нью́то́н
[1]
(
англ.
Sir Isaac Newton,
25 декабря марта по юлианскому календарю
,
действовавшему в Англии до года или января 1643
—
31 марта по григорианскому календарю) — английский физик,
математик и
астроном,
один из создателей классической физики.
Теория внутреннего трения в
жидкости.
Леона́рд Э́йлер нем Euler;
4 (15) апреля, российский и швейцарский математик, внёсший значительный вклад в развитие математики, а также механики, физики, астрономии и ряда прикладных наук.
Дании́л Берну́лли (Daniel
Bernoulli; 29 января (
8 февраля)
1700
—
17 марта, выдающийся швейцарский физик
-универсал и математик один из создателей кинетической теории газов, гидродинамики и математической физики
Уравнение движения идеальной жидкости
Осборн Рейнольдс англ Reynolds;
23 августа Белфаст февраля 1912
, Уотчет (графство Сомерсет
) английский инженер и физик, специалист в области гидравлики
(течение реальной жидкости,
теория турбулентности, теория смазки, течение вязкой жидкости
287 дон. э) —
212 дон. э) древнегреческий математик
,
физик
,
механик и
инженер из
Сиракуз
. Сделал множество открытий в геометрии
Заложил основы механики
,
гидростатики
, автор ряда важных изобретений
Леона́рдо ди сер Пье́ро да Ви́нчи итал di ser Piero da апреля 1452
, село Анкиано, около городка
Винчи
, близ
Флоренции
—
2
мая 1519
, замок
Кло-Люсэ
, близ
Амбуаза
,
Турень
,
Франция
) — великий итальянский художник
(
живописец
,
скульптор
,
архитектор
) и учёный
(
анатом
,
математик
,
физик
,
естествоиспытатель
), яркий представитель типа универсального человека
Блез Паскаль (Blaise Pascal, 1623-1662.) — французский математик,
физик,
религиозный философ и
писатель.
Один из основоположников гидростатики, установил ее основной закон. На законе Паскаля основано действие гидравлических прессов и других гидростатических машин
Эванджели́ста Торриче́лли итал Torricelli;
15 октября 1608
,
Фаэнца
—
25 октября 1647
, Флоренция) — итальянский математики физик, ученик Галилея. Теория атмосферного давления, основы гидравлики (скорость истечения жидкости.
Сэр
Исаа́к Нью́то́н
[1]
(
англ.
Sir Isaac Newton,
25 декабря марта по юлианскому календарю
,
действовавшему в Англии до года или января 1643
—
31 марта по григорианскому календарю) — английский физик,
математик и
астроном,
один из создателей классической физики.
Теория внутреннего трения в
жидкости.
Леона́рд Э́йлер нем Euler;
4 (15) апреля, российский и швейцарский математик, внёсший значительный вклад в развитие математики, а также механики, физики, астрономии и ряда прикладных наук.
Дании́л Берну́лли (Daniel
Bernoulli; 29 января (
8 февраля)
1700
—
17 марта, выдающийся швейцарский физик
-универсал и математик один из создателей кинетической теории газов, гидродинамики и математической физики
Уравнение движения идеальной жидкости
Осборн Рейнольдс англ Reynolds;
23 августа Белфаст февраля 1912
, Уотчет (графство Сомерсет
) английский инженер и физик, специалист в области гидравлики
(течение реальной жидкости,
теория турбулентности, теория смазки, течение вязкой жидкости
Людвиг Прандтль (
нем.
Ludwig
Prandtl,
4
февраля 1875
,
Фрейзинг
—
15
августа 1953
,
Гёттинген
)
— немецкий физик
Он внёс существенный вклад в основы гидродинамики и разработал теорию пограничного слоя (турбулентности. В честь его было названо число Прандтля
;
а также ставшее классическим приёмником воздушного давления для многих самолётов и
вертолётов гидроаэрометрическое устройство
«
трубка
Прандтля
»,
предназначенное для совместного съёма абсолютного и
динамического давления
нем.
Ludwig
Prandtl,
4
февраля 1875
,
Фрейзинг
—
15
августа 1953
,
Гёттинген
)
— немецкий физик
Он внёс существенный вклад в основы гидродинамики и разработал теорию пограничного слоя (турбулентности. В честь его было названо число Прандтля
;
а также ставшее классическим приёмником воздушного давления для многих самолётов и
вертолётов гидроаэрометрическое устройство
«
трубка
Прандтля
»,
предназначенное для совместного съёма абсолютного и
динамического давления
Николай Его́рович Жуко́вский (5
(17) января 1847
, с. Орехово
(ныне Владимирской области) —
17 марта Москва) выдающийся русский учёный, создатель аэродинамики как науки
(17) января 1847
, с. Орехово
(ныне Владимирской области) —
17 марта Москва) выдающийся русский учёный, создатель аэродинамики как науки
Решение различных технических проблем, связанных с вопросами движения жидкостей в открытых и закрытых руслах, а также с вопросами силового воздействия жидкости на стенки сосудов или обтекаемые жидкостью твердые тела привело к
созданию обширной науки называемой
гидромеханикой, которая делится на два раздела:
техническая гидромеханика;
теоретическая механика жидкости и газа.
Гидравлика (техническая механика жидкости) – прикладная часть гидромеханики, которая использует те или иные допущения для решения практических задач.
Она обладает сравнительно простыми методиками расчета по сравнению с теоретической механикой жидкости, где применяется сложный математический аппарат.
Однако гидравлика дает достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений
2. Жидкость и силы, действующие на нее
Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил.
Различают два вида жидкостей:
жидкости капельные
жидкости газообразные.
Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин, масло и.т.д.).
Газообразные жидкости – газы, в обычных условиях представляют собой газообразные вещества
(воздух, кислород, азот, пропан и т.д.).
созданию обширной науки называемой
гидромеханикой, которая делится на два раздела:
техническая гидромеханика;
теоретическая механика жидкости и газа.
Гидравлика (техническая механика жидкости) – прикладная часть гидромеханики, которая использует те или иные допущения для решения практических задач.
Она обладает сравнительно простыми методиками расчета по сравнению с теоретической механикой жидкости, где применяется сложный математический аппарат.
Однако гидравлика дает достаточную для технических приложений характеристику рассматриваемых явлений
2. Жидкость и силы, действующие на нее
Жидкостью в гидравлике называют физическое тело способное изменять свою форму при воздействии на нее сколь угодно малых сил.
Различают два вида жидкостей:
жидкости капельные
жидкости газообразные.
Капельные жидкости представляют собой жидкости в обычном, общепринятом понимании этого слова (вода, нефть, керосин, масло и.т.д.).
Газообразные жидкости – газы, в обычных условиях представляют собой газообразные вещества
(воздух, кислород, азот, пропан и т.д.).
Основной отличительной особенностью капельных и газообразных жидкостей является
способность сжиматься (изменять объем) под воздействием внешних сил.
Капельные жидкости в дальнейшем просто жидкости) трудно поддаются сжатию, газообразные жидкости газы) сжимаются довольно легко, те. при воздействии небольших усилий способны изменить свой объем в несколько раз
способность сжиматься (изменять объем) под воздействием внешних сил.
Капельные жидкости в дальнейшем просто жидкости) трудно поддаются сжатию, газообразные жидкости газы) сжимаются довольно легко, те. при воздействии небольших усилий способны изменить свой объем в несколько раз
В гидравлике рассматриваются реальная и идеальная жидкости. Идеальная жидкость в отличие от реальной жидкости не обладает внутренним трением, а также трением о стенки сосудов и трубопроводов, по которым она движется.
Идеальная жидкость также обладает абсолютной несжимаемостью.
Такая жидкость не существует в действительности, и была придумана для облегчения и упрощения ряда теоретических выводов и исследований.
На жидкость постоянно воздействуют внешние силы, которые разделяют на- массовые- поверхностные.
Массовые: силы тяжести и инерции.
Сила тяжести в земных условиях действует на жидкость постоянно.
Сила инерции только при сообщении объему жидкости ускорений (положительных или отрицательных
Идеальная жидкость также обладает абсолютной несжимаемостью.
Такая жидкость не существует в действительности, и была придумана для облегчения и упрощения ряда теоретических выводов и исследований.
На жидкость постоянно воздействуют внешние силы, которые разделяют на- массовые- поверхностные.
Массовые: силы тяжести и инерции.
Сила тяжести в земных условиях действует на жидкость постоянно.
Сила инерции только при сообщении объему жидкости ускорений (положительных или отрицательных
Поверхностные обусловлены воздействием соседних объемов жидкости на данный объем или воздействием других тел.
Рассмотрим сосуд, наполненный жидкостью. Если выделить в нем бесконечно малый объем жидкости, тона этот объем будут действовать силы со стороны соседних таких же бесконечно малых объемов.
Кроме этого на свободную поверхность жидкости действует сила атмосферного давления P
атм
и силы со стороны стенок сосуда.
Если на жидкость действует какая-то внешняя сила, то говорят, что жидкость находится под давлением.
Обычно для определения давления жидкости Р, вызванного воздействием на нее поверхностных сил, применяется формула где F – сила, действующая на жидкость, Н (ньютон – площадь, на которую действует эта силам 2(кв.метр).div
Рассмотрим сосуд, наполненный жидкостью. Если выделить в нем бесконечно малый объем жидкости, тона этот объем будут действовать силы со стороны соседних таких же бесконечно малых объемов.
Кроме этого на свободную поверхность жидкости действует сила атмосферного давления P
атм
и силы со стороны стенок сосуда.
Если на жидкость действует какая-то внешняя сила, то говорят, что жидкость находится под давлением.
Обычно для определения давления жидкости Р, вызванного воздействием на нее поверхностных сил, применяется формула где F – сила, действующая на жидкость, Н (ньютон – площадь, на которую действует эта силам 2(кв.метр).div
Если давление Р отсчитывают от абсолютного нуля, то его называют абсолютным давлением
Р
абс
.
Если давление отсчитывают от атмосферного, то оно называется избыточным Р
изб
.
Нормальное атмосферное давление на уровне моря при температуре +С Р
а
= 1013,2
гПа.
Термин "вакуум",
как физическое явление - среда, в которой давление газа ниже атмосферного давления.
Выделяют несколько уровней вакуума,
каждый из которых имеет свое обозначение в
соответствии с
интервалами давления ниже атмосферного:
•Низкий вакуум (НВ): от 105 до 102 Па,
•Средний вакуум (СВ от 102 до 10
-1
Па,
•Высокий вакуум (ВВ): от до 10
-5
Па,
•Сверхвысокий вакуум (СВВ): от до
10
-9
Па,
•Чрезвычайно высокий вакуум (ЧВВ): Па
Р
абс
.
Если давление отсчитывают от атмосферного, то оно называется избыточным Р
изб
.
Нормальное атмосферное давление на уровне моря при температуре +С Р
а
= 1013,2
гПа.
Термин "вакуум",
как физическое явление - среда, в которой давление газа ниже атмосферного давления.
Выделяют несколько уровней вакуума,
каждый из которых имеет свое обозначение в
соответствии с
интервалами давления ниже атмосферного:
•Низкий вакуум (НВ): от 105 до 102 Па,
•Средний вакуум (СВ от 102 до 10
-1
Па,
•Высокий вакуум (ВВ): от до 10
-5
Па,
•Сверхвысокий вакуум (СВВ): от до
10
-9
Па,
•Чрезвычайно высокий вакуум (ЧВВ): Па
За единицу давления в Международной системе единиц (СИ) принят паскаль – давление вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по нормальной к ней поверхности площадью 1 м Па = 1 Нм 10
-3
кПа = 10
-6
МПа.
Размерность давления обозначается как Па (паскаль, «кПа» (килопаскаль), МПа (мегапаскаль).
В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается 1 кгс/м
2 1 Па = 0,102 кгс/м
2
или 1 кгс/м
2
= 9,81 Па
-3
кПа = 10
-6
МПа.
Размерность давления обозначается как Па (паскаль, «кПа» (килопаскаль), МПа (мегапаскаль).
В технике в настоящее время продолжают применять систему единиц МКГСС, в которой за единицу давления принимается 1 кгс/м
2 1 Па = 0,102 кгс/м
2
или 1 кгс/м
2
= 9,81 Па
Вопросы контроля:
Из каких разделов состоит гидромеханика ? Что называется жидкостью?
Какие различают жидкости?
Основное отличие капельной жидкости?
Внешние силы, действующие на жидкость?
Единицы измерения давления жидкости
Из каких разделов состоит гидромеханика ? Что называется жидкостью?
Какие различают жидкости?
Основное отличие капельной жидкости?
Внешние силы, действующие на жидкость?
Единицы измерения давления жидкости
Литература на самоподготовку с. 5…9